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    上世紀90年代左右，隨著改革開放的不斷深入，我國引進了當時國際上較為先進的水處理生產(chǎn)工藝及自動化控制理念和技術(shù)，經(jīng)過引進消化吸收，國內(nèi)水處理行業(yè)終于逐漸建立起生產(chǎn)自動化網(wǎng)絡(luò)。而那個時候的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)還比較單一，結(jié)構(gòu)也相對簡單。隨著微電子、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制理論的發(fā)展普及，工業(yè)通訊技術(shù)在中國市政水處理行業(yè)中已經(jīng)得到非常廣泛的應(yīng)用。中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司第十設(shè)計研究院總工程師劉衛(wèi)民為記者舉了一個非常形象的例子，“工業(yè)通訊就像是一根串起珍珠的線，貫穿于整個自動化和信息的系統(tǒng)之中。”和普通商用通訊相比，工業(yè)通訊是一條更為結(jié)實的“線”，這是因為它對實時性、可靠性及安全性有著更高的要求。

   工業(yè)通訊帶來的變化

   控制與通訊技術(shù)與其他專業(yè)技術(shù)相比，有更快的發(fā)展速度，而其所取得的創(chuàng)新和突破幾乎在隨時隨地的發(fā)生。例如，工業(yè)無線交換設(shè)備越來越多的應(yīng)用，使之前較難解決的控制中心與移動設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控，變得輕而易舉，我們只需通過無線工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備，將移動設(shè)備（例如：移動式的吸泥機、移動式的刮泥機等）的控制器，通過某一個節(jié)點，接入全廠的工業(yè)以太網(wǎng)即可實現(xiàn)。又比如，通過廠區(qū)的無線Wi-Fi覆蓋設(shè)計，使之前在中控室終端上的人機界面功能，可以在一個手持平板電腦上，在廠區(qū)任意位置實現(xiàn)。如果解決好與公網(wǎng)連接的安全性與實時性，通過虛擬內(nèi)網(wǎng)的方式，還可以使相關(guān)的管理人員，在異地對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控。 這些都是通訊技術(shù)在水處理行業(yè)的應(yīng)用成果。
  
                             
   劉衛(wèi)民，男，現(xiàn)任中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司第十設(shè)計研究院總工程師。中國土木工程學(xué)會水行業(yè)分會、機電委員會委員，成都自動化研究會常務(wù)理事。1987年畢業(yè)于上海交通大學(xué)自動控制專業(yè)，工作后一直從事自動化專業(yè)工作，工作經(jīng)歷有設(shè)計、安裝調(diào)試、軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成等，工作經(jīng)驗豐富且較為全面，自動化專業(yè)技術(shù)方面在水處理行業(yè)內(nèi)有一定的影響力。近年來，在項目評審和學(xué)術(shù)交流活動方面參與較多。

  劉衛(wèi)民表示，隨著光交換技術(shù)的普及，通訊速率的大幅度提高，光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)作為主干網(wǎng)的應(yīng)用，成為水處理行業(yè)當前最為常見的形式。采用不同檔次的交換設(shè)備，可以構(gòu)成更為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，例如，環(huán)套環(huán)、環(huán)切環(huán)以及多分支、多層次的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，這些結(jié)構(gòu)形式的網(wǎng)絡(luò)在不同規(guī)模的自來水廠和污水廠中都得到了一定程度的應(yīng)用。而最初的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)主要連接控制設(shè)備如PLC、DCS等，現(xiàn)在也已經(jīng)開始向被控設(shè)備終端延伸，最終的目標就是大家目前普遍討論的熱門話題——物聯(lián)網(wǎng)方向。

  對各類排放的監(jiān)管提供有效手段隨著全社會對環(huán)保問題的日趨關(guān)注，“十二五”規(guī)劃中也對市政水處理行業(yè)提出了強化污染物減排和治理的相關(guān)要求，在這方面，工業(yè)通訊技術(shù)也起到了不可小覷的作用。

  對于這一點，劉衛(wèi)民認為，通訊技術(shù)的作用不僅僅表現(xiàn)在水處理行業(yè)生產(chǎn)過程的節(jié)能減排方面，更多的是為各類排放的監(jiān)管提供了非常有效的手段和途徑。他還強調(diào)，從宏觀的角度去著眼，如何強化污染物減排和治理，全面的管理才是重點中的重點，對所有排放主體的全面監(jiān)管，量化這些企業(yè)的污染排放，完全杜絕偷排、亂排、超標排放，才是問題的關(guān)鍵。工業(yè)通訊在這方面可以擔(dān)當很重要的角色，有了通訊技術(shù)的基礎(chǔ)，主管部門與社會組織就不僅可以實時監(jiān)控這些企業(yè)的污水排放，還可以全面監(jiān)控其生產(chǎn)過程，防止偷排的同時，還可從獲取的大數(shù)據(jù)中，統(tǒng)計出用水和污水排放的規(guī)律，為今后的供水和污水處理作出更為合理的規(guī)劃。

   保障安全性的必要支撐

  市政水處理行業(yè)是關(guān)系民生的行業(yè)，稍有處理不好可能就會對人民生命安全造成威脅，所以水處理項目的安全性至關(guān)重要，劉衛(wèi)民認為，工業(yè)通訊技術(shù)在保證安全性方面主要可以歸納為以下幾點：

   （1）實現(xiàn)有效的預(yù)警。當一個地區(qū)的生活水源發(fā)生突發(fā)污染，或者出現(xiàn)一個對周邊及下游環(huán)境能造成嚴重污染的事件，現(xiàn)代工業(yè)通訊技術(shù)可以將遠端水源檢測的數(shù)據(jù)，或者突發(fā)污染點的數(shù)據(jù)，及時上報到生產(chǎn)指揮調(diào)度中心，使整個應(yīng)對過程有盡量多的預(yù)反應(yīng)時間。

  （2）多機構(gòu)的快速聯(lián)動。一個突發(fā)污染事件發(fā)生之后，需要多個行政部門、機構(gòu)以及相關(guān)企業(yè)的綜合聯(lián)動，通訊技術(shù)的應(yīng)用可以使這個過程變得更為快速、更為有效。

   （3）相關(guān)實時信息的全方位收集與快速匯總，可以使整個應(yīng)對策略與具體措施更為正確更為合理。

  （4）指揮中心下達的指令可以最快速、最有效、最準確地到達所有的執(zhí)行部門和機構(gòu)，實現(xiàn)最全面的整體聯(lián)動。

  “工業(yè)通訊就像我們肌體的神經(jīng)”

   工業(yè)通訊技術(shù)的發(fā)展所帶給市政水處理行業(yè)發(fā)生的變化似乎是顯而易見的。有人說是具有變革性的。然而，劉衛(wèi)民則更愿意用廣泛與深入來描述這種變化。從工業(yè)現(xiàn)場總線到工業(yè)光纖以太網(wǎng)再到工業(yè)無線通訊的發(fā)展，不是一項技術(shù)完全取代另一項技術(shù)，而是我們可以應(yīng)用的通訊技術(shù)手段和途徑更為豐富，更為有效。就像手機，現(xiàn)在的智能手機，可以有極其豐富的各項功能，而其最基本的通話與短信息功能仍然是普遍被使用的功能。工業(yè)現(xiàn)場總線在我們設(shè)計的每一個項目都幾乎有一定范圍的應(yīng)用，工業(yè)以太網(wǎng)也是主要采用的主干通訊模式，工業(yè)無線通訊是一種延伸。當然一般情況下新技術(shù)應(yīng)用的范圍會越來越廣，權(quán)重也會越來越大。

   劉衛(wèi)民告訴記者：“工業(yè)通訊技術(shù)的發(fā)展對市政水處理行業(yè)帶來的變化，是潛移默化的也是非常巨大的，用一句話總結(jié)就是，工業(yè)通訊就像我們肌體的神經(jīng)，分布于全身的每個部位，并起著至關(guān)重要的作用，是我們的生存必需依賴的。”

   工業(yè)通訊有待進一步深入開發(fā)

   技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵就是解決瓶頸，或者說是提高短板。就目前而言，水處理生產(chǎn)過程內(nèi)部的通訊應(yīng)用已經(jīng)進入一個比較成熟的階段，但從這個行業(yè)整體的系統(tǒng)化要求來講，工業(yè)通訊的應(yīng)用還有待進一步的深入與開發(fā)。劉衛(wèi)民說道：“在供水建設(shè)方面，從水源地、取水泵房、引水管線、多個凈水廠、輸水管線、加壓泵站、配水管線到用戶端，這是一個分布很廣很大的區(qū)域，要實現(xiàn)全方位的遠程監(jiān)控和信息采集，就必須依賴公共網(wǎng)絡(luò)。因為作為水處理行業(yè)來講，為此建設(shè)一個專用網(wǎng)絡(luò)的投資無法想象，但公共網(wǎng)絡(luò)的安全性和實時性存在著一定的不確定性。同時，由于當今的信息化內(nèi)容不僅包括數(shù)據(jù)內(nèi)容，還有實時圖像和視頻，公網(wǎng)的帶寬和使用費也是一項制約條件。另外，在污水處理方面，從眾多的排污點、排水管網(wǎng)、多處污水提升泵站，到數(shù)個污水處理廠，也是一個分布很廣的區(qū)域，存在著同樣的通訊需求。”

   劉衛(wèi)民總結(jié)，既要滿足工業(yè)通訊的高可靠性、高安全性、高實時性，大數(shù)據(jù)量的要求，又要簡便易行、低投資、低運行成本，且易于維護和使用，這是下一步亟待要解決的問題，也是工業(yè)通訊技術(shù)發(fā)展的一個考驗和機遇。 

   摘自《自動化博覽》2014年3期